1.Tóm tắt mục đích và nội dung nghiên cứu
Dầu thô Việt Nam nhiều paraphin, một số dầu còn nhựa nhiều nhựa-asphanten nên có điểm đông đặc và độ nhớt cao, dẫn đến lắng đọng paraphin-nhựa-asphanten (P-N-A) trong đường ống khai thác và vận chuyển, giảm an toàn , tăng chi phí sản xuất. Một phương pháp tiên tiến để giải quyết vấn đề này là sử dụng các thiết bị từ trường phù hợp lắp dưới giếng hoặc trong đường ống khai thác, vừa cho phép ngăn ngừa hiệu quả lắng đọng P-N-A, cải thiện tính lưu biến của dầu thô, vừa thân thiện với môi trường do hạn chế sử dụng hoá chất, công lao động. Đề tài khảo sát tác động cải thiện tính lưu biến, giảm lắng đọng của từ trường nam châm Nd-Fe-B có các cấu hình lắp đặt khác nhau đối với dầu Bạch Hổ (BR) và Rồng ® trên các yếu tố: nhiệt độ xử lý, thời gian chiếu từ, cường độ từ trường, đưa ra các thông số tối ưu để chế tạo thiết bị ứng dụng ngoài giàn; Nghiên cứu áp dụng các thuật toán mô hình hoá quá trình chảy của dòng dầu để đưa ra các điều kiện xử lý tối ưu kết hợp thực nghiệm và tính toán.
2. Kết quả nghiên cứu của đề tài về mặt khoa học
Đã xây dựng được một hệ thiết bị mô phỏng một đoạn đường ống với các thông số thay đổi theo yêu cầu, đảm bảo độ chính xác và tính hợp lý cho các thử nghiệm. Đã chế tạo được 2 thiết bị từ trường từ nam châm Nd-Fe-B có từ trường mạnh và thay đổi; Đã khảo sát tính lưu biến, độ nhớt, khả năng lắng đọng P-N-A của dòng dầu chảy dưới các chế độ xử lý khác nhau. Ứng dụng các thiết bị phân tích lý-hoá hiện đại và ảnh chụp trên kính hiển vi điện tử quét, các kết quả đã chứng minh rõ ràng tác động từ trường tới sự cải thiện tính lưu biến của 2 loại dầu Bạch Hổ và Rồng. Khi xử lý đồng thời từ trường và phụ gia ức chế lắng đọng paraphin, hiệu ứng cộng hợp đã xảy ra dẫn đến hiệu quả cải thiện tính lưu biến tăng mạnh trong khi cường độ từ trường và hàm lượng phụ gia sử dụng đều giảm. Thiết bị điện từ trường kết hợp xung ở cường độ thấp hầu như không cải thiện tính lưu biến của dầu thô. Nam châm đảo cực cải thiện tính lưu biến tốt hơn so với nam châm có cực bất biến. Đặc biệt, ngoài dầu Rồng có hàm lượng nhựa và asphanten cao, dễ xử lý, dầu Bạch Hổ không hiệu quả khi xử lý với nam châm có cực bất biến dù cường độ rất cao (0,86T) nhưng với thiết bị nam châm đảo cực (>0,8T), tính lưu biến và lắng đọng đã được cải thiện rất tốt trong vùng nhiệt độ xử lý: 35oC, 40oC và 45oC. Với thời gian xử lý từ 2 giây, các mẫu dầu Bạch Hổ đều có sự giảm độ nhớt động học, độ nhớt dẻo và ứng suất trượt trong khoảng 40-60 %, 25-55% và 10-45%. Đã áp dụng các thuật toán mô hình hoá đường cong chảy của dòng dầu không và có xử lý từ trường, với cực bất biến và đảo cực, đưa ra mối liên quan giữa nhiệt độ dầu, nhiệt độ xử lý và độ nhớt dẻo, ứng suất trượt và từ đó tính toán điều kiện xử lý tối ưu.
3.Ý nghĩa thực tiễn và hiệu quả ứng dụng thực tiễn
Đã chứng minh thuyết phục khả năng cải thiện tính lưu biến, giảm lắng đọng P-N-A của thiết bị từ trường. Khi kết hợp xử lý từ trường và hoá phẩm, đã tiết kiệm 30-50% lượng hoá phẩm và 20-40% cường độ từ trường. Các thiết bị từ trường có thể được chế tạo tại viện Khoa học Vật liệu. Đây là phương pháp an toàn, bảo vệ môi trường biển, khả thi về công nghệ và kinh tế khi ứng dụng, nhất là đối với các mỏ có nhiệt độ tụt giảm do giảm sản lượng và ngập nước. ThS Nguyễn Anh Dũng-cán bộ Trung tâm Nghiên cứu phát triển và chế biến dầu khí đã đề xuất Petro Việt Nam cấp kinh phí nghiên cứu rộng hơn, tiến tới chế tạo và thử nghiệm một số thiết bị từ trường ngoài giàn khai thác.
(H.SƠN - Tạp chí khoa học)